19-20第1部分专题2考点1酶在细胞代谢中的作用

1、KAOBIAN HtXI* ZHbNCU-lbaBMHHB酶在细胞代谢中的作用【知识能力素养】知识内化融汇费通1.酶的本质与概念化学本质绝大多数是蛋白质少数是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体细胞核(真核生物)来源一般来说，活细胞都能产生酶作用场所细胞内外或生物体内外均可生理功能催化作用作用原理降低化学反应的活化能与无机催化剂相同提咼反应速率，但不改变化学反应的方向和平衡点的性质反应前后，酶的性质和数量不变2.酶的作用机理、特性及影响因素(1) 酶的作用原理能址无樨化剂活化态勿态反应物扎J终态产物卩 反血过程 由图可知，酶的作用原理是降低化学反应的活化能。 若将酶变为无机催化剂，则

2、b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降 低活化能，但会提供活化能。(2) 酶的特性的曲线图1 图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明：酶具有高效性 图2中两曲线比较表明：酶具有专一性。(3) 各因素对酶促反应速率的影响曲线驚促反应速率酶促反应連率酶促反应虚牢图1图2图3 分析图1和图2:温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。 图1和图2中使酶的空间结构遭到破坏的因素是高温、过酸和过 分析图3： OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓 度。3.酶的实验设计反应物和酶的选择 研究温度对酶活性影响的实验时，不宜选用过氧化氢酶催化 H 202的分解, 因为过氧化氢在加热的

3、条件下易分解。 研究pH对酶活性影响的实验时，由于酸对淀粉有分解作用，并且碘可与 碱反应，所以一般不选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，常选用 H2O2和过氧化氢 酶。(2)检测时试剂的选择 研究温度对酶活性影响的实验时，鉴定淀粉是否分解用碘液，一般不选 用斐林试剂，因为斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 若物质反应前后均能与试剂发生反应，例如麦芽糖和水解后形成的葡萄 糖均能与斐林试剂反应，再如蛋白质和水解后形成的多肽均能与双缩脲试剂反 应，此类试剂不能选用。 若物质反应前后均不能与试剂反应，例如蔗糖和水解后的单糖均不能与 碘液反应，此类试剂也不能选用。规范表述严谨准酬1. 普通淀粉酶的

4、最适温度在 4060 C之间，而极端耐热淀粉酶在 100 C仍能保持较高的活性，因此在生产上具有更为广泛的应用前景。设计实验测定 极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑哪些因素？（指出两点即可）（2 ）简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。提示：（1）底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序 等。（2）在40 C和100 C之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件适宜且保持一致。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度说明：札书亲用喘氏好墓标注, 为申等妾衣”为高阶要求. 2以后同竽曲况出现苏在握示. 2.酶X是一种蛋白

5、质，研究者采用定量分析方法测定不同 pH对酶X的 酶促反应速率（v）的影响，得到如图所示曲线。当 pH偏离6. 8时，酶促反应速 率都会下降，下降的原因可能有三种： pH变化破坏了酶B的空间结构，导致 酶不可逆失活；pH变化影响了底物与酶B的结合状态，这种影响是可逆的； 前两种原因同时存在。现要探究当 pH二5时酶促反应速率下降的原因，请在0上述实验基础上提示：先将酶X在pH = 5的条件下处理一段时间，升高pH至6. 8，测定其酶促反应速率；若测定速率二b，则为原因；若测定速率二a,则为原因; 若b测定速率a，则为原因。【考j去考技考能思悟方法体验感悟1. （20仃全国卷U ）下列关于生物体

6、中酶的叙述，正确的是 （）A. 在细胞中，核外没有参与 DNA合成的酶B. 由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C .从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D .唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 CC 在细胞核外 ，叶绿体和线粒体中也含有参与 DNA 合成的酶， A 项错误； 由活细胞产生的酶 ，在生物体外适宜的条件下也有催化活性 ，如唾液淀粉酶在适 宜条件下可催化试管中的淀粉水解，B项错误；盐析可使蛋白质沉淀，但不会破 坏蛋白质的空间结构 ，析出的蛋白质仍可以溶解在水中 ，其化学性质不会发生改 变，C项正确；唾液淀粉酶催化反应的最适温度是37 T，但保存时应在低温条件下， D

7、 项错误。 2. （2016 全国卷I ）若除酶外所有试剂已预保温，贝恠测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是 （）A. 加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B. 加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C .加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D .加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C 在测定酶活力的实验中 ，需要保证 pH 和温度均相同且适宜 ，故缓冲液 应在加入底物和酶之前加入 ，只有 C 项符合要求。 3. （2016 全国卷U ）为了研究温度对某种酶活性的影响， 设置三个实验组：A组（20 C ）、B组（40

8、 C ）和C组（60 C ），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同 ） ，结果如图。回答下列问题： O 2 4 fi hbb 反应时间（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 。（2）在时间ti之前，如果A组温度提高10 C,那么A组酶催化反应的速度会。（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原因是 。（4）生物体内酶的化学本质是，其特性有（答出两点即可）。解析：（1）在60 C条件下，反应的最终产物浓度比20 C和40 C条件下小很多并保持不变，说明酶在60 C条件下，最终失活。20 C与40 C条件下相比，40 C

9、时酶促反应达到反应平衡的时间短，说明40 C条件下酶活性较高。（2）在 时间ti之前，如果A组温度提高10 C变成30 C，由该酶活性随温度的变化规 律可知，30 C条件下的该酶活性大于20 C条件下的，那么A组酶催化反应的速度会加快。（3）t2时C组的产物浓度已不再增加，但由A组和B组t2时的产物 浓度可知，t2时C组底物并未全部被分解，C组产物浓度不再增加是由于 C组 温度条件下t2时酶已经变性失活。因此如果在时间 t2时，向C组增加2倍量的 底物，在其他条件不变的情况下，t3时产物的总量也不会再增加。（4）生物体内绝 大多数酶的化学本质是蛋白质，极少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性等特

10、 性，并且需要适宜的温度和pH等。答案：（1）B （2）加快 不变 60 C条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加（4）蛋白质或RNA 高效性和专一性（其他合理答案也可）年份考查内容和角度2016通过酶实验考查实验操作和实验设计，通过曲线分析考查影响酶活性的因素2017综合考查酶的相关知识，考查理解和综合备考建议酶特性和影响因素坐标曲线分析，实验设计和实验分析能够体现 科学思维和科学探究的考查，加强分析与推断、模型与建模、方 案探讨和结果分析的训练考问专荧题点研练議类旁通老向1 考查对酶的作用、本质和特性的理解1. （20佃湖南长沙一中月考）下列有关ATP、酶等物质的说法

11、，正确的是（ ）A 基因的表达需要酶和 ATP，酶和ATP也是基因表达的产物B. ATP、酶、激素等都是细胞中的微量高效物质，作用后都立即被分解C 细胞内Na*浓度偏高，为了维持Na+含量平衡，需要消耗 ATPD 有些RNA水解的产物可作为直接能源物质C 基因表达的产物是蛋白质，ATP和RNA （有些酶是RNA）不是基因表 达的产物，A错误；酶发挥作用以后一般不会立即被分解，可反复利用，B错误； 细胞内Na+浓度偏高时，为了维持Na+含量平衡，一般通过主动运输将其运出 细胞，因此需要消耗ATP，C正确；RNA初步水解的产物是核糖核苷酸，彻底 水解的产物是磷酸、核糖、含氮碱基，这些物质都不能作为

12、直接能源物质，D错 误。2. （20佃云南曲靖一中模拟）下列有关生物体内酶和激素的叙述，正确的是（）A 酶和激素都是在特定细胞的核糖体中合成的B.某些激素的调节作用是通过影响酶的活性实现的C 两者都是细胞的结构组成成分，都不能提供能量D .一种酶只催化一种物质的反应，一种激素只作用于一种细胞B 部分酶和激素不是蛋白质，不是在核糖体上合成的，A项错误；激素 能够使靶细胞原有的生理活动发生变化，某些激素可通过影响酶的活性调节细胞 的生理活动，B项正确；酶和激素都不是细胞的结构组成成分 ，C项错误；一种 酶只催化一种或一类物质的反应，一种激素可作用于多种细胞，D项错误。辨析酶、激素、神经递质、抗体（

13、1）四者均具特异性（专一性）。（2）激素、神经递质、抗体都是由细胞分泌到内环境中发挥作用，发挥作用后立即被灭活。而酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用，且可以多次发挥作 用。（3）活细胞都能产生酶（哺乳动物的成熟红细胞除外），但只有少数特异性细 胞能合成并分泌激素、神经递质、抗体。兰问2 考查酶的作用和特性的坐标曲线分析1. （2019 福建龙海二中月考）某生物小组用某种酶进行了实验，有关实验 的结果如图所示，下列说法正确的是（）20轴吋间AnE施糖盍芽糖甲乙丙A .本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶B.三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性C .通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近

14、30 C、pH = 7D .在pH二5或温度为20 C的情况下该酶活性下降的原因相同C 根据图丙，麦芽糖的量逐渐减少可知本实验研究的酶是麦芽糖酶,A错误；三组实验能够证明酶具有专一性以及酶的活性受温度和pH的影响，不能证明酶具有高效性，B错误；据图甲和图乙分析，该酶在温度为30 C、pH二7时活性较高，C正确；在pH = 5时，该酶活性下降的原因是酶的结构被破坏，酶的活性降低；而在温度为20 C的情况下，酶的活性降低但酶的结构没有破坏D错误。2. （20佃五省创优联考）某实验小组在Ta和Tb两个温度条件下，测定了 淀粉酶在不同的pH条件下催化淀粉完全水解所需的时间，结果如图所示 （TaV(B.

15、在这两个温度条件下，淀粉酶的最适 pH相同C . pH = 1与pH = 13时，淀粉酶的空间结构是相同的D 其他条件需要保持一致，以排除无关变量的干扰C 曲线表示在Ta温度下测定的结果，A正确；在这两个温度条件下，淀粉酶的最适pH都是7, B正确；pH = 1与pH = 13时，淀粉酶的空间结构已 经被破坏导致变性失活，C错误；实验过程中其他条件都要保持一致，以排除无关变量的干扰，D正确。四看法”分析酶促反应曲线两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系（横轴为自变量，纵轴为因变.量）。曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线 的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分

16、析影响酶促反应的因素时，一般情 况下，纵坐标代表的量未达到饱和时，限制因素 是横坐标所表示的因素；当纵坐标代表的量达 到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素 之外的其他因素。特殊点：如曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等，理解特殊点的意义。陋;不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找:出不同曲线的异同及变化的原因。若向3 考查酶的相关实验设计和分析1. （20佃名校考前仿真）为研究Cu2+和C对唾液淀粉酶活性的影响，某 小组设计了如下操作顺序的实验方案：甲组：CuS04溶液一缓冲液一淀粉酶溶液一淀粉溶液一保温一检测乙组：NaCI溶液一缓冲液一淀粉酶溶液一淀粉溶液一保温一检测丙组：蒸馏水

17、一缓冲液一淀粉酶溶液一淀粉溶液一保温一检测各组试剂量均适宜，下列对该实验方案的评价，不合理的是（）A 缓冲液的pH应控制为最适pHB.保温的温度应控制在37 C左右C .宜选用碘液来检测淀粉的剩余量D .设置的对照实验能达到实验目的D 缓冲液的作用是调节pH，维持pH稳定，本实验pH以及温度都是无关变量，为了避免温度和pH对实验的干扰，因此温度和pH都应该设置到最适，A、B评价合理；本实验的因变量可以是淀粉的剩余量 ，根据淀粉遇碘变蓝可以 检测实验中淀粉是否有剩余，与对照组相比较说明Cu2+和Cl -对唾液淀粉酶活 性的影响，C评价合理；甲乙两组实验中除了有 Cu2+和CI-,还有硫酸根离子

18、和钠离子，需要排除二者对实验的干扰，因此对照组还需要再设置一组排除硫酸 根离子和钠离子干扰的对照实验，因此设置的对照实验只有一组不能达到实验目 的，D评价不合理。2. （2019 湖北八校联考）某校生物兴趣小组为探究影响酶活性的因素而设 计了以下实验方案。请分析后回答下列问题：试管底物和试剂实验条件甲1 cm3的蛋白块+ 4 mL胃蛋白酶溶液37 C水浴乙1 cm3的蛋白块+ 4 mL胃蛋白酶溶液70 C水浴丙1 cm3的蛋白块+ 4 mL胃蛋白酶溶液0 C水浴该实验中，pH属于变量，所以三支试管的 pH应探究胃蛋白酶活性的观测指标是 。（3）如将实验的材料换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？（填“是”或“否”），理由是。（4）若某同学直接选用双缩脲试剂来检测实验结果，你认为是否合理？（填“是”